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什么是虫洞?如果他们真的存在,他们是怎么产生又是怎么运作的呢?

虫洞是链接两个空间的隧道。理论上,即使虫洞的两端相隔得非常远,它也可以让你在极短得时间内跨越遥远的距离。

虫洞是什么?它是否真的存在于宇宙之中?

虫洞在二维环境的模拟

如果虫洞的一端是学校,而另一端是你的家,那么通过虫洞往来于你的家与学校间就只一步之遥了。而虫洞的另一端甚至可以是另一个星系里的星球,它可以让你轻松的到达那里。

 

虫洞是什么?它是否真的存在于宇宙之中?

另一种虫洞在二维环境的模拟

因此,虫洞非常有趣,常常出现在科幻小说中。

但问题是,在我们的认知范围内,虫洞并不存在于我们的宇宙之中。

我们没有找到任何证据证明他们存在,对于他们的形成也没有任何的解说。

但是虫洞的存在并不违背我们现有的宇宙论,所以我们可以认为虫洞在理论上是存在的。

虫洞是什么?它是否真的存在于宇宙之中?

虫洞存在于理论中。

在科学世界里,一则理论是描述现象能在现实中发生或可能发生的猜想或途径。你应该听过一百年前爱因斯坦提出的“广义相对论”,它介绍了“重力”这种让我们站在地球上、让地球绕着太阳转的东西。这则理论同样从数学角度描述了虫洞。

 

虫洞是什么?它是否真的存在于宇宙之中?

若地面附近有一个虫洞,它可能是这样的

那么理论上,虫洞是怎么运转的呢?

首先,我们思考一种叫“时空”的东西。我们常常把它想象成一张有弹性的网布,宇宙中所有的东西都在这张网布中。

凭借对“时空”的想象,我们看到了二维平面。在这张网布上行走的人可以选择两种行动方向:向前/向后或者向左/向右。在现实中,空间是三维的:你可以上下跳跃。

虫洞是什么?它是否真的存在于宇宙之中?

事实上,还有一个第四维空间:时间。你可能不觉得“时间”是一个维度,但物理学家却是这么认为的。把所有空间维度结合起来,得到的就是“时空”。

回到虫洞的话题,想象我们要在时空网布上旅行,假设是从家里到另一个遥远的星球,即使我们乘坐宇宙飞船,这段距离也需要成千上万年甚至更久才能跨越。

莱斯·博西纳斯为NASA设想的虫洞旅行

但如果我们能够把这张网布折叠起来,让我们的家和这颗星球在一条直线上,再钻一个链接两层时空的洞呢?那将是一条能大大缩短旅行时间的捷径。

那么,我们可以在两层时空之间钻一个洞吗?

没有人知道要怎么做,也没有人知道虫洞是否真的能在现实中被制造出来,但单纯想一想就非常有趣了,而且这对我们探索宇宙有很大的帮助。

 

虫洞是什么?它是否真的存在于宇宙之中?

 

洛伦兹虫洞(史瓦西虫洞)的电脑绘图

相关天文知识

虫洞(或称爱因斯坦-罗森桥)是链接时空中两个点的猜想的结构。它的依据是利用雅可比矩阵和行列式求解爱因斯坦场方程的特殊解。虫洞可以被看成空间中两个点之间的隧道(例如不同地点或不同时间点)。更准确地说,它是时空连接体的超验双射,是在反德西特空间中显现出来的卡拉比-丘流形的渐进投影。

虫洞符合广义相对论,但他们是否真的存在还是未知。

虫洞可以缩短距离,大到十亿光年、小到几米距离。它可以链接宇宙或不同的时间点。

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